专利名称：弧光监测保护系统的制作方法
弧光监测保护系统技术领域
本发明用于电力行业中的保护系统，特别涉及一种弧光监测保护系统。
技术背景
在电力供电系统中，按我国现行的继电保护设计标准，在中低压母线系统中一 般不配置专用的快速母线保护系统，而是依赖上一级元件(变压器)的后备保护来切除母 线短线故障，馈线柜也不配置速断弧光保护，往往使故障被发展、扩大，从而造成巨大 的经济损失。
近年来，由于电缆头爆炸、电缆沟着火等弧光短路故障引起的开关柜设备被严 重烧毁，有的甚至发展成“火烧连营”的重大设备事故；而主变压器由于遭受外部短 路电流冲击损坏的事故也逐年增加，这些配电事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事 故，造成巨大的经济损失。而这些事故大多是因为没有装设专用快速馈线保护，从而延 迟切除故障造成的。
各种燃弧时间下对设备造成的损坏程度
35ms没有显著的损坏，一般可以在检验绝缘电阻后投入使用；
IOOms损坏较小，在开关柜再次投入运行以前需要进行清洁或可能的某些小的修理；
500ms设备损坏很严重，在现场的人员也受到严重的伤害，必须更换部分设备 更换才可以再投入运行。
从上可知，如何检测到弧光，并实现快速的切断，是解决发生弧光事故的关 键。弧光保护的概念起源于芬兰，其产品已经在国内的电力系统中应用了，具有继电器 跳闸出口的速度快(一般小于10毫秒)，以及弧光探头探测弧光的灵敏度高的特点。但 其只能监测母线，不符合3 110KV电网继电保护装置运行整定的规定。在实际运行中 没有太大的使用价值。其主要原因是
从开关柜体设计上母线室、开关室、电缆室、二次室等已经做了封闭设计。母 线室内的三相母线均做了封闭和加强绝缘处理，而且从设计上就规定了足够安全的绝缘 裕度。因此，母线室内的母线发生直接短路的可能性已经降低到了非常低的水平上。
从现有弧光保护装置自身的技术特点来分析，其配置原则是一段母线配置一 套，每一台开关柜母线室作为该系统的一个监测点。事故状态下，直接断开该段母线的 电源，但在实际运行中，变电站母线跳闸失电属于供电事故，若因某一个馈线柜出现弧 光短路就跳掉母线电源开关，使整个供电系统断电，在运行规程中是不允许的。所以， 一般母线断路器都要求设有重合闸功能，以避免因断路器误动作而造成母线停电事故。发明内容
为了克服上述现有技术不足，本发明提供弧光监测保护系统，避免其他的弧光 综合保护系统引起误动作的问题，确保开关柜在发生弧光事故时能准确、快速地断开母线或者馈线的继电器，从根本上限制电弧事故发生的动作时间在7ms以内，确保事故处 理的正确率，并同时降低由于事故扩大化造成的重要经济损失。
本发明的技术方案是这样实现的
两路光采集端口与光电转换器相连接，光电转换器与光灵敏度调节部件相连， 输入到程序处理器单片机ATmegal6A中，A、B、C项三路电流接收端口与电流灵敏度调 节部件相连，电流灵敏度调节部件与程序处理器单片机ATmegal6A连接，编程逻辑功能 输入到程序处理器单片机ATmegal6A，单片机ATmegal6A输出分两路，分别于继电器1 和继电器2连接，输出接入保护回路，
程序处理器单片机ATmegal6A与485通讯模块连接，485通讯模块转换后接入 电力综自系统或监控主机中。
本发明能够对各种不同的弧光事故进行不同的处理，确保了动作的快速性和正 确性，产品实现M小时对母线、馈线的运行环境进行监控，对以下危险情况之一进行迅 速跳闸，确保设备的安全。主控单元集中了监测信息的接收、处理和上报的功能，支持 对不同故障情况的分别处理，并保证了保护动作的快速性。在馈线上检测到弧光和强电 流；在母线上检测到二次弧光和强电流；在母线、馈线上检测到持续600秒的强电流。 当满足跳闸条件时，系统动作快，时间< 7ms。完全符合国家继电保护电器设备的设计 规范和要求。
附图是本发明的电路原理下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
参照附图所示，两路光采集端口与光电转换器相连接，光电转换器与光灵敏度 调节部件相连，输入到程序处理器单片机ATmegal6A中，A、B、C项三路电流接收端 口与电流灵敏度调节部件相连，电流灵敏度调节部件与程序处理器单片机ATmegal6A连 接，编程逻辑功能输入到程序处理器单片机ATmegal6A，单片机ATmegal6A输出分两 路，分别于继电器1和继电器2连接，输出接入保护回路，程序处理器单片机ATmegal6A 与485通讯模块连接，485通讯模块转换后接入电力综自系统或监控主机中。
主控单元主控单元是弧光保护系统的核心。它用于管理和控制整个弧光保护 系统。主单元提供2个弧光通道和2组电流通道(1A和5A接口)，通过对这些通道的各 种参数进行编程，结合弧光传来的动作信息，提供有选择性地切除故障，并在主单元中 显示弧光故障点的位置，以及弧光动作等信息。其光灵敏度在10 50klux之间调整，电 流信号灵敏度在50 500%之间进行调整，以适合各种使用条件和环境的应用。
弧光传感器对弧光进行过滤后，通过光纤电缆把弧光信号传输到主控单元。过 滤光传感器保护范围很广。传感器十分容易连接，它没有活动的或带电的部分。弧光探 测的灵敏度可以依据现场的工作光强度进行设置。经试验电气短路产生的电弧光强度在 60 IOOklux范围，一个IOOOw的日光灯在7米的包络线上是lOklux，在室内日光灯烧毁 的瞬间光照度能达到10 20klux，雷鸣电闪有时也能达到这个数值，所以小于这个数值的弧光传感器和光带是不能在这种场合正常工作的。
传输线系统中采用光纤电缆，该线通过特别加工改进，能够有效防止电磁波 的影响，能在各种数据传输中使用。
只有弧光发生，弧光灯红灯闪烁；延时60秒，若发现新的弧光信号，再进行延 时60秒操作；若没有发现新的弧光信号，弧光灯变绿。
只有过流发生，电流灯红灯闪烁；延时60秒，若发现新的过流信号，再进行延 时60秒操作；若没有发现新的过流信号，电流灯变绿。两个弧光和过流的情况同时发 生，继电器1闭合，弧光灯、电流灯红灯闪烁，跳闸灯始终长红；继电器1闭合2秒后， 继电器1断开。
可编程逻辑一
只有弧光发生，弧光灯红灯闪烁，继电器2闭合，跳闸灯始终长红；继电器2闭 合2秒后，继电器2断开。延时60秒，若发现新的弧光信号，再进行延时60秒操作； 若没有发现新的弧光信号，弧光灯变绿。
只有过流发生，电流灯红灯闪烁；延时60秒，若发现新的过流信号，再进行延 时60秒操作；若没有发现新的过流信号，电流灯变绿。
可编程逻辑二
只有弧光发生，弧光灯红灯闪烁；延时60秒，若发现新的弧光信号，再进行延 时60秒操作；若没有发现新的弧光信号，弧光灯变绿。
只有过流发生，电流灯红灯闪烁；若过流持续发生60秒，继电器2闭合，跳闸 灯始终长红，继电器2闭合2秒后，继电器2断开。若过流不能持续发生60秒，采样最 后发生的过流时间点，延时60秒，若没有发现新的过流信号，电流灯变绿。
权利要求
1.弧光监测保护系统，包括两路光采集端口，其特征在于，两路光采集端口与 光电转换器相连接，光电转换器与光灵敏度调节部件相连，输入到程序处理器单片机 ATmegal6A中，A、B、C项三路电流接收端口与电流灵敏度调节部件相连，电流灵敏度 调节部件与程序处理器单片机ATmegal6A连接，编程逻辑功能输入到程序处理器单片机 ATmegal6A,单片机ATmegal6A输出分两路，分别于继电器1和继电器2连接，输出接 入保护回路。
2.根据权利要求1所述的弧光监测保护系统，其特征在于，程序处理器单片机 ATmegal6A与485通讯模块连接，485通讯模块转换后接入电力综自系统或监控主机中。
全文摘要
本发明公开了一种弧光监测保护系统，两路光采集端口与光电转换器相连接，光电转换器与光灵敏度调节部件相连，输入到单片机ATmega16A中，A、B、C项三路电流接收端口与电流灵敏度调节部件相连，电流灵敏度调节部件与单片机ATmega16A连接，编程逻辑功能输入到单片机ATmega16A，单片机ATmega16A输出分两路，分别与继电器连接，输出接入保护回路，单片机ATmega16A与485通讯模块连接，485通讯模块转换后接入电力综自系统或监控主机中。本发明彻底解决由于馈线柜支路短路产生弧光时的快速保护问题。杜绝变电站由于馈线支路短路故障，造成变电站火烧连营问题，继电器跳闸出口的速度在10毫秒内。
文档编号H02H7/22GK102025131SQ20101057259
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者何立柱, 刘高会, 夏建强, 师耀林, 方霞, 王亮, 王竹婷, 程斌, 陈刚 申请人:西安西创信息技术有限公司, 铜川供电局